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在航空發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下， 發(fā)動機內(nèi)部葉片高速旋轉(zhuǎn)， 高溫氣體高速流動、氣體壓力也急劇增加。在這樣惡劣的環(huán)境中， 實現(xiàn)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無損檢測，一直以來是發(fā)動機設(shè)計研究領(lǐng)域的世界性難題。例如：
在第三代大推力航空發(fā)動機設(shè)計定型投產(chǎn)后，曾多次發(fā)生不明原因的重大故障，由于沒有先進的內(nèi)部無損檢測系統(tǒng)，不得不依靠工人師傅將全部發(fā)動機部件進行手工拆解，用儀器檢測排除懷疑故障后再人工組裝起來重新試車。
根據(jù)公開報道，曾多次榮獲國家榮譽稱號，對本單位發(fā)動機生產(chǎn)組裝了如指掌的國家一級高級技師（比科學(xué)家還稀少）工人團隊，22天時間“連軸轉(zhuǎn)”，也只才拆了9臺發(fā)動機。
即使這樣，有時也很難發(fā)現(xiàn)那些只有在發(fā)動機運行時才會出現(xiàn)的問題。如果在戰(zhàn)爭環(huán)境或國際局勢高度緊張的情況下發(fā)生上述情況，后果將不堪設(shè)想。傳統(tǒng)測試方法由于無法實現(xiàn)直接發(fā)現(xiàn)故障原因， 而且測量的準確性也得不到保證，因此實現(xiàn)對航空發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非接觸式、高精度測量， 提高國內(nèi)發(fā)動機研制水平， 是我國航空工業(yè)的迫切需要，也是航空工業(yè)許多專家和有識之士數(shù)十年的愿望。
X射線成像，CT成像在人體檢查及疾病診斷中的重要作用和地位早已經(jīng)為人們所熟知，同樣，高能X射線測試系統(tǒng)在航空發(fā)動機試驗和故障診斷方面也是行之有效的方法和手段。與人體X成像不同的是，航空發(fā)動機X射線數(shù)字成像系統(tǒng)由于要透過數(shù)厘米厚的金屬或非金屬進行內(nèi)部實時動態(tài)成像，因此輻射能量可達人體X成像的100多倍，因此被稱為高能X射線測試系統(tǒng)。
采用高能X射線測試系統(tǒng)能很方便地觀察和測量航空發(fā)動機任意部位、任何運行狀態(tài)下的內(nèi)部工件的微變情況，甚至可測量發(fā)動機的高速顫振情況，為發(fā)動機設(shè)計調(diào)試和改進提供重要數(shù)據(jù)。同時也可進行極高精度的靜態(tài)成像，及早發(fā)現(xiàn)由機械力和熱應(yīng)力引起的零部件變形、松動及葉片裂紋等可能引起嚴重后果的事故隱患。高能X射線測試系統(tǒng)也可間接大幅提高航空發(fā)動機的推力和性能。
例如該獎項所述發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)靜子間隙變化就是一例。對葉尖間隙進行有效的控制，可以顯著的降低航空發(fā)動機的油耗和排氣溫度，葉尖間隙每增加葉片長度的1%，發(fā)動機效率約降低1.5%，耗油率約增加3%，發(fā)動機全壽命費用增加2%。假設(shè)某第四代航空發(fā)動機不修改任何設(shè)計，僅僅把發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)靜子間隙減小2%，發(fā)動機推力就可能增加400-500公斤，排氣溫度降低40-50℃，大幅提升戰(zhàn)斗機性能，延長超音速巡航時間。
假設(shè)大推力高涵道比運輸機用發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)靜子間隙減小2%，該發(fā)動機油耗就會減少4至6%，飛行航程將會更遠。但葉尖間隙設(shè)計過小，將增加葉片與機匣碰撞摩擦的概率，導(dǎo)致零部件損壞，影響發(fā)動機安全性和使用壽命。由于航空發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生高溫、高壓、形變等問題，傳統(tǒng)的各種測量方法均受到一定的局限。所以航空發(fā)動機葉尖間隙尺寸的測量一直是困擾我國發(fā)動機研究人員的一項重要的技術(shù)難題。采用高能X射線輻射成像方法進行轉(zhuǎn)子葉尖間隙的檢測，具有非接觸和檢測圖像直觀的優(yōu)點，使我國航空發(fā)動機的檢測技術(shù)獲得質(zhì)的飛躍。
英國著名的航空發(fā)動機研制廠商勞斯萊斯(Rolls-Royce)公司最早將高能X射線用于航空發(fā)動機試驗中，該公司公司在80年代就研制出高能X射線實時顯示與處理系統(tǒng)。勞斯萊斯公司已在其研制的數(shù)十種機型，數(shù)百臺各種發(fā)動機原型機上使用了高能X射線測試系統(tǒng)，大幅加快了研制進度，取得了十分顯著的經(jīng)濟和社會效益。
美國通用電氣公司公司、法國斯奈克瑪公司經(jīng)過技術(shù)交流，也通過引進或獨自研制把高能X射線測試系統(tǒng)應(yīng)用在自己的新型航空發(fā)動機研制中。現(xiàn)在西方主要的航空發(fā)動機公司的高能X射線測試系統(tǒng)的設(shè)備已很完備，其試驗技術(shù)也已相當(dāng)成熟。
美國最近已經(jīng)把該系統(tǒng)用于觀察超燃沖壓發(fā)動機內(nèi)部油氣混合燃燒時的動態(tài)圖像，來了解燃燒室內(nèi)部的基本流體特性和燃燒化學(xué)等關(guān)鍵知識，幫助該國在高超聲速科研體系趕上中俄兩國。有關(guān)資料稱，俄羅斯在航空發(fā)動機試驗中尚未使用高能X射線測試系統(tǒng)來進行研究。
我國的有關(guān)科研機構(gòu)研制的高能射線數(shù)字成像系統(tǒng)已經(jīng)進行了一系列發(fā)動機成像檢測實驗。從發(fā)動機檢測圖像中，科研人員可以清晰辨識發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和發(fā)動機工作狀態(tài)的變化情況。并且圖像經(jīng)過處理后， 可以得到某些急需的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)在發(fā)動機不同工作狀態(tài)下發(fā)生變化的準確數(shù)據(jù)，為我國新型航空發(fā)動機的研發(fā)設(shè)計提供了重要參考和依據(jù)。
